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光學(xué)相干斷層掃描（OCT）是一種斷層成像系統(tǒng)，可以根據(jù)從圖像反射或散射的光生成橫截面或三維圖像。 醫(yī)用組織成像是該系統(tǒng)的最典型應(yīng)用，因?yàn)镺CT安全且具有高分辨率，儘管光可以穿透的深度限制在毫米量級(jí)。OCT測(cè)量系統(tǒng)依賴於邁克森干涉儀 (Michelson interferometer)，使得從參考物反射的光與樣品之間的相干性表明散射光源自樣品中與參考鏡的位置相對(duì)應(yīng)的深度。

但人眼系統(tǒng)具有相對(duì)較小的光瞳尺寸，因此在此類(lèi)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，一般會(huì)認(rèn)為球差和彗差並不十分重要。同理，其餘的像差在此也可先行忽略。隨著自由曲面製程技術(shù)的演進(jìn)，光學(xué)設(shè)計(jì)者得以摒除許多以往的限制條件。同時(shí)，OpticStudio具有優(yōu)越的運(yùn)算能力，可以進(jìn)行規(guī)模較大的系統(tǒng)和更多影像參數(shù)的模擬。得益於此，眼科鏡片的設(shè)計(jì)可以有更進(jìn)一步的改善，我們將在以下的文章中詳述。

繞射光學(xué)元件（DOE）和超表面/超穎透鏡在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中越來(lái)越受歡迎，其應(yīng)用範(fàn)圍從手機(jī)鏡頭到AR / VR耳機(jī)，從3D傳感到照明。但是，對(duì)於包含 DOE 或超穎透鏡的系統(tǒng)進(jìn)行模擬和設(shè)計(jì)總是很棘手的。沒(méi)有通用的方法可以處理所有情況。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)具體情況決定其系統(tǒng)的策略。

陣列透鏡是照明系統(tǒng)中有用的光學(xué)元件。它是將單個(gè)光學(xué)元件組裝或形成為單個(gè)光學(xué)元件的二維陣列，用於在照明平面上將光從非均勻分佈空間轉(zhuǎn)換為均勻輻照度分佈。這篇文章討論了複眼空間光學(xué)積分器在數(shù)位投影機(jī)中的使用，以及如何在 OpticStudio 中對(duì)此類(lèi)元素進(jìn)行建模。在數(shù)位投影器設(shè)計(jì)中，我們希望確保數(shù)位光源在輻照度分佈方面與投影圖像相匹配。

智慧型手機(jī)是地球上最普遍的消費(fèi)技術(shù)之一，包含大量高科技光學(xué)系統(tǒng)。大多數(shù)都有多個(gè)相機(jī)單元，這對(duì)設(shè)計(jì)師和製造商提出了挑戰(zhàn)，以滿足嚴(yán)格的性能、成本和尺寸要求。在這篇Blog中，我們將討論 Zemax 解決方案如何幫助應(yīng)對(duì)和克服這些挑戰(zhàn)。智慧型手機(jī)鏡頭模組用於智慧型手機(jī)相機(jī)的鏡頭模組非常複雜，每個(gè)模組都包含多個(gè)鏡頭元件。

我們?cè)谝粋€(gè)光學(xué)系統(tǒng)中有幾組透鏡元件，它們沿著光軸沿著預(yù)定義的軌跡移動(dòng)，從而提供了光學(xué)系統(tǒng)最終焦距（變焦係數(shù)）的變化。在 Alvarez變焦鏡頭的情況下，我們有一對(duì)所謂的Alvarez鏡頭，這些鏡頭元件相互之間的橫向位移提供了光學(xué)系統(tǒng)焦距的變化。傳統(tǒng)變焦鏡頭與 Alvarez變焦鏡頭的主要區(qū)別在於，傳統(tǒng)系統(tǒng)鏡頭沿光軸運(yùn)動(dòng)，而Alvarez系統(tǒng)鏡頭則沿垂直於光軸的方向運(yùn)動(dòng)。

存在依賴於給定係統(tǒng)對(duì)稱性的其他正交解集。1 它們可用於對(duì)高階光束模式進(jìn)行建模。在這篇Blog中，我們描述了 OpticStudio 中可用於表徵高階雷射光束的模型。定義後，此類(lèi)光束可以在 OpticStudio 中使用物理光學(xué)傳播設(shè)計(jì)的任何光學(xué)系統(tǒng)中傳播。

體積全像在許多類(lèi)型的光學(xué)系統(tǒng)中很受歡迎，例如：抬頭顯示器（HUD）、擴(kuò)增實(shí)境（AR）和虛擬實(shí)境（VR）的頭戴型顯示器（HMD）。全像能夠?qū)?em>光線繞射到任何所需的角度，其波長(zhǎng)和角度的選擇性使其能夠創(chuàng)造更輕、更緊密的光學(xué)系統(tǒng)。OpticStudio長(zhǎng)期以來(lái)一直支持理想全像的模擬。然而，為了準(zhǔn)確地說(shuō)明體積全像的特性，除了考慮繞射光線的傳播方向外，還必須考慮繞射效率、材料收縮或折射率變化等因素。

此模式不允許對(duì)當(dāng)前鏡頭系統(tǒng)或使用者介面進(jìn)行更改（即：在這種模式下只允許對(duì)系統(tǒng)的副本進(jìn)行更改）。自訂分析可以用C++ (COM)或C# (.NET)編寫(xiě)。本文的自訂分析是用C#編寫(xiě)的。有關(guān)自訂分析的更多資訊，請(qǐng)點(diǎn)擊程式設(shè)計(jì)(Programming)選項(xiàng)卡>關(guān)於ZOS-API (About the ZOS-API) >自訂分析 (User Analysis)，查看內(nèi)置幫助檔。

因此，當(dāng)我們要計(jì)算一條光線的OPD時(shí)，此光線會(huì)從物面出發(fā)後一路追跡穿過(guò)光學(xué)系統(tǒng)，最終到達(dá)像面後，在循原方向後退追跡到 “參考球面”。此參考球面的球心是主光線與像面的交點(diǎn)，半徑是主光線與像面交點(diǎn)到主光線與出瞳面的焦點(diǎn)。然後我們就計(jì)算這條光線的總光程，並扣去主光線的光程 (因此主光線的光程差永遠(yuǎn)為零，因?yàn)樗旧砭褪橇愕膮⒖键c(diǎn))。

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